Σωματοστατίνη

Η χημική δομή της σωματοστατίνης

Η σωματοστατίνη, επίσης γνωστή ως ορμόνη αναστολής της αυξητικής ορμόνης (GHIH) ή με πολλά άλλα ονόματα, είναι πεπτιδική ορμόνη που ρυθμίζει το ενδοκρινικό σύστημα και επηρεάζει τη νευροδιαβίβαση και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων μέσω αλληλεπίδρασης με υποδοχείς σωματοστατίνης συζευγμένους με πρωτεΐνη G και αναστολή της απελευθέρωσης πολλών δευτερογενών ορμονών. Η σωματοστατίνη αναστέλλει την έκκριση ινσουλίνης και γλυκαγόνης.[1][2]

Η σωματοστατίνη έχει δύο δραστικές μορφές που παράγονται από την εναλλακτική διάσπαση μιας μοναδικής προπρωτεΐνης: η μία αποτελείται από 14 αμινοξέα, η άλλη αποτελείται από 28 αμινοξέα.[3][4]

Μεταξύ των σπονδυλωτών, υπάρχουν έξι διαφορετικά γονίδια σωματοστατίνης που έχουν ονομαστεί SS1, SS2, SS3, SS4, SS5 και SS6. [5] Τα ψάρια ζέβρες έχουν και τα έξι.[5] Τα έξι διαφορετικά γονίδια, μαζί με τους πέντε διαφορετικούς υποδοχείς σωματοστατίνης, επιτρέπουν στη σωματοστατίνη να έχει μεγάλο εύρος λειτουργιών.[6] Οι άνθρωποι έχουν μόνο ένα γονίδιο σωματοστατίνης, το SST.[7][8][9]

Ονοματολογία

Τα συνώνυμα του όρου «σωματοστατίνη» περιλαμβάνουν: 

  • ορμόνη αναστολής της αυξητικής ορμόνης (GHIH)
  • ορμόνη αναστολής απελευθέρωσης αυξητικής ορμόνης (GHRIH)
  • παράγοντας αναστολής απελευθέρωσης σωματοτροπίνης (SRIF)
  • ορμόνη αναστολής απελευθέρωσης σωματοτροπίνης (SRIH)

Παραγωγή

Πεπτικό σύστημα

Η σωματοστατίνη εκκρίνεται από τα κύτταρα δέλτα σε διάφορες θέσεις στο πεπτικό σύστημα, συγκεκριμένα στο πυλωρικό άντρο, στο δωδεκαδάκτυλο και στις παγκρεατικές νησίδες.[10]

Η σωματοστατίνη που απελευθερώνεται από το πυλωρικό άντρο ταξιδεύει μέσω του συστήματος της πυλαίας φλέβας στην καρδιά και στη συνέχεια εισέρχεται στη συστηματική κυκλοφορία για να φτάσει στις θέσεις όπου θα ασκήσει τα ανασταλτικά της αποτελέσματα. Επιπλέον, η απελευθέρωση σωματοστατίνης από τα κύτταρα δέλτα μπορεί να δράσει με παρακρινή τρόπο.[10]

Στο στομάχι, η σωματοστατίνη δρα απευθείας στα τοιχωματικά κύτταρα που παράγουν οξύ μέσω ενός συζευγμένου υποδοχέα με πρωτεΐνη G (ο οποίος αναστέλλει την αδενυλική κυκλάση, ανταγωνίζοντας έτσι αποτελεσματικά τη διεγερτική δράση της ισταμίνης) για τη μείωση της έκκρισης οξέος.[10] Η σωματοστατίνη μπορεί επίσης να μειώσει έμμεσα την παραγωγή γαστρικού οξέος εμποδίζοντας την απελευθέρωση άλλων ορμονών, συμπεριλαμβανομένης της γαστρίνης και της ισταμίνης, επιβραδύνοντας αποτελεσματικά την πεπτική διαδικασία. 

Εγκέφαλος

Το γονίδιο Sst εκφράζεται σε ενδονευρώνες στον τηλεγκέφαλο του ποντικιού την εμβρυϊκή ημέρα 15,5. Άτλαντες εγκεφάλου Άλεν
Έκφραση του Sst στο ενήλικο ποντίκι. Άτλαντες εγκεφάλου Άλεν

Η σωματοστατίνη παράγεται από νευροενδοκρινείς νευρώνες του μεσοκοιλιακού πυρήνα του υποθαλάμου. Αυτοί οι νευρώνες προβάλλουν στη περιμήκη εξοχή, όπου η σωματοστατίνη απελευθερώνεται από τις νευροεκκριτικές νευρικές απολήξεις στο υποθαλαμοϋποφυσικό σύστημα μέσω των νευραξόνων. Στη συνέχεια, η σωματοστατίνη μεταφέρεται στον πρόσθιο αδένα της υπόφυσης, όπου αναστέλλει την έκκριση της αυξητικής ορμόνης από τα σωματοτροπικά κύτταρα. Οι νευρώνες σωματοστατίνης στον περικοιλιακό πυρήνα διαμεσολαβούν την αρνητική ανατροφοδότηση της αυξητικής ορμόνης στη δική της απελευθέρωση. Οι νευρώνες της σωματοστατίνης ανταποκρίνονται σε υψηλές συγκεντρώσεις αυξητικής ορμόνης και σωματομεδινών στην κυκλοφορία αυξάνοντας την απελευθέρωση σωματοστατίνης, μειώνοντας έτσι τον ρυθμό έκκρισης της αυξητικής ορμόνης. 

Η σωματοστατίνη παράγεται επίσης από πολλούς άλλους πληθυσμούς που προβάλλουν κεντρικά, δηλαδή σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου, και οι υποδοχείς σωματοστατίνης εκφράζονται σε πολλές διαφορετικές θέσεις στον εγκέφαλο. Συγκεκριμένα, πληθυσμοί νευρώνων σωματοστατίνης εμφανίζονται στον τοξοειδή πυρήνα,[11] στον ιππόκαμπο[12] και στον πυρήνα της μονήρης οδού στο εγκεφαλικό στέλεχος. 

Λειτουργίες

Το κύτταρο D είναι ορατό επάνω δεξιά και η σωματοστατίνη αντιπροσωπεύεται από το μεσαίο βέλος που δείχνει προς τα αριστερά

Η σωματοστατίνη ταξινομείται ως ανασταλτική ορμόνη[3] και επάγεται από το χαμηλό pH.  Οι δράσεις της λαμβάνουν χώρα σε διάφορα μέρη του σώματος. Η απελευθέρωση σωματοστατίνης αναστέλλεται από το πνευμονογαστρικό νεύρο.[13]

Πρόσθια υπόφυση

Στην πρόσθια υπόφυση, οι επιδράσεις της σωματοστατίνης είναι:

Γαστρεντερικό σύστημα

  • Η σωματοστατίνη είναι ομόλογη με την κορτιστατίνη και καταστέλλει την απελευθέρωση γαστρεντερικών ορμονών
  • Μειώνει τον ρυθμό γαστρικής εκκένωσης και μειώνει τις συσπάσεις των λείων μυών και τη ροή του αίματος εντός του εντέρου[14]
  • Καταστέλλει την απελευθέρωση παγκρεατικών ορμονών
    • Η απελευθέρωση σωματοστατίνης πυροδοτείται από το πεπτίδιο βήτα κυττάρων ουροκορτίνη3 (Ucn3) για την αναστολή της απελευθέρωσης ινσουλίνης.[16][17]
    • Αναστέλλει την απελευθέρωση γλυκαγόνης[16][2]
  • Καταστέλλει την εξωκρινή εκκριτική δράση του παγκρέατος

Συνθετικά υποκατάστατα

Η οκτρεοτίδη (εμπορική ονομασία Sandostatin, Novartis Pharmaceuticals) είναι ένα οκταπεπτίδιο που μιμείται τη φυσική σωματοστατίνη φαρμακολογικά, αν και είναι πιο ισχυρός αναστολέας της αυξητικής ορμόνης, της γλυκαγόνης και της ινσουλίνης από τη φυσική ορμόνη και έχει πολύ μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής (περίπου 90 λεπτά, σε σύγκριση με 2–3 λεπτά για τη σωματοστατίνη). Δεδομένου ότι απορροφάται ελάχιστα από το έντερο, χορηγείται παρεντερικά (υποδόρια, ενδομυϊκά ή ενδοφλέβια). Ενδείκνυται για συμπτωματική θεραπεία του καρκινοειδούς συνδρόμου και της ακρομεγαλίας.[18][19] Βρίσκει επίσης αυξημένη χρήση σε πολυκυστικές παθήσεις του ήπατος και των νεφρών.

Η λανρεοτίδη (Somatuline, Ipsen Pharmaceuticals ) είναι ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται στη διαχείριση της ακρομεγαλίας και των συμπτωμάτων που προκαλούνται από νευροενδοκρινείς όγκους, κυρίως του καρκινοειδούς συνδρόμου. Είναι ένα ανάλογο μακράς δράσης της σωματοστατίνης, όπως η οκτρεοτίδη. Είναι διαθέσιμο σε πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένου του Ηνωμένου Βασιλείου, της Αυστραλίας και του Καναδά, και εγκρίθηκε για πώληση στις Ηνωμένες Πολιτείες από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων στις 30 Αυγούστου 2007.

Η πασιρεοτίδη, που πωλείται με την εμπορική ονομασία Signifor, είναι ένα ορφανό φάρμακο εγκεκριμένο στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρωπαϊκή Ένωση για τη θεραπεία της νόσου του Κούσινγκ σε ασθενείς που αποτυγχάνουν ή δεν είναι κατάλληλοι για χειρουργική θεραπεία. Αναπτύχθηκε από τη Novartis. Η πασιρεοτίδη είναι ανάλογο σωματοστατίνης με 40 φορές αυξημένη συγγένεια με τον υποδοχέα σωματοστατίνης 5 σε σύγκριση με άλλα ανάλογα σωματοστατίνης.

Παραπομπές

  1. ↑ "somatostatin". Encyclopædia Britannica, 2016
  2. ↑ 2,0 2,1 Lehninger Principles of Biochemistry (8 έκδοση). Austin. 2021. ISBN 978-1-319-22800-2. The binding of somatostatin to its receptor in the pancreas leads to activation of an inhibitory G protein, or Gi, structurally homologous to Gs, that inhibits adenylyl cyclase and lowers [cAMP]. In this way, somatostatin inhibits the secretion of several hormones, including glucagon 
  3. ↑ 3,0 3,1 «Sect. 5, Ch. 4: Structure, Synthesis, and Secretion of Somatostatin». Endocrinology: The Endocrine Pancreas. Medical College of Georgia. σελ. 16. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Απριλίου 2008. Ανακτήθηκε στις 19 Φεβρουαρίου 2008. 
  4. ↑ «somatostatin preproprotein [Homo sapiens]». NCBI Reference Sequence. National Center for Biotechnology Information Support Center (NCBI). 
  5. ↑ 5,0 5,1 «The evolution of somatostatin in vertebrates». Gene 463 (1–2): 21–8. September 2010. doi:10.1016/j.gene.2010.04.016. PMID 20472043. 
  6. ↑ «Somatostatin and its receptors from fish to mammals». Annals of the New York Academy of Sciences 1200 (1): 43–52. July 2010. doi:10.1111/j.1749-6632.2010.05511.x. PMID 20633132. Bibcode: 2010NYASA1200...43G. https://zenodo.org/record/1450988. 
  7. ↑ «Entrez Gene: Somatostatin». 
  8. ↑ «Human somatostatin I: sequence of the cDNA». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 79 (15): 4575–9. August 1982. doi:10.1073/pnas.79.15.4575. PMID 6126875. Bibcode: 1982PNAS...79.4575S. 
  9. ↑ «Sequence of the human somatostatin I gene». Science 224 (4645): 168–71. April 1984. doi:10.1126/science.6142531. PMID 6142531. Bibcode: 1984Sci...224..168S. 
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 Boron, Walter F.· Boulpaep, Emile L. (2012). Medical Physiology (2nd έκδοση). Philadelphia, PA: Elsevier. ISBN 9781437717532. 
  11. ↑ Minami, Shiro; Kamegai, Jun; Sugihara, Hitoshi; Suzuki, Nobuchika; Wakabayashi, Ichiji (1998). «Growth Hormone Inhibits Its Own Secretion by Acting on the Hypothalamus through Its Receptors on Neuropeptide Y Neurons in the Arcuate Nucleus and Somatostatin Neurons in the Periventricular Nucleus». Endocrine Journal 45: S19-26. doi:10.1507/endocrj.45.Suppl_S19. PMID 9790225. https://www.jstage.jst.go.jp/article/endocrj1993/45/Suppl/45_Suppl_S19/_pdf. Ανακτήθηκε στις 10 January 2021. 
  12. ↑ Stefanelli, Thomas; Bertollini, Cristina; Lüscher, Christian; Muller, Dominique; Mendez, Pablo (February 2016). «Hippocampal Somatostatin Interneurons Control the Size of Neuronal Memory Ensembles». Neuron 89 (5): 1074–1085. doi:10.1016/j.neuron.2016.01.024. PMID 26875623. 
  13. ↑ «Vagal control of the release of somatostatin, vasoactive intestinal polypeptide, gastrin-releasing peptide, and HCl from porcine non-antral stomach». Scandinavian Journal of Gastroenterology 27 (8): 677–85. August 1992. doi:10.3109/00365529209000139. PMID 1359631. https://archive.org/details/sim_scandinavian-journal-of-gastroenterology_1992-08_27_8/page/677. 
  14. ↑ 14,0 14,1 Bowen R (14 Δεκεμβρίου 2002). «Somatostatin». Biomedical Hypertextbooks. Colorado State University. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Μαΐου 2023. Ανακτήθηκε στις 19 Φεβρουαρίου 2008. 
  15. ↑ First Aid for the USMLE Step 1, 2010.
  16. ↑ 16,0 16,1 Costoff A. «Sect. 5, Ch. 4: Structure, Synthesis, and Secretion of Somatostatin». Endocrinology: The Endocrine Pancreas. Medical College of Georgia. σελ. 17. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 31 Μαρτίου 2008. Ανακτήθηκε στις 19 Φεβρουαρίου 2008. 
  17. ↑ «Urocortin3 mediates somatostatin-dependent negative feedback control of insulin secretion». Nature Medicine 21 (7): 769–76. July 2015. doi:10.1038/nm.3872. PMID 26076035. 
  18. ↑ «Carcinoid Tumors and Syndrome». The Lecturio Medical Concept Library. Ανακτήθηκε στις 5 Ιουλίου 2021. 
  19. ↑ «Acromegaly». NIDDK. Απριλίου 2012. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 27 Αυγούστου 2016. Ανακτήθηκε στις 5 Ιουλίου 2021. 

Περαιτέρω ανάγνωση